电力需求侧管理关键技术研究开题报告.doc

研究生学位论文选题报告及论文工作实施计划学 院： 专 业： 研 究 生： 学 号： 学位级别： 指导教师： 入学年月： 一、论文选题报告 （申请时间： 2010 年5月5日）论文题目：电力需求侧管理关键技术研究研究方向：电力系统管理课题来源国 家项 目部、省级项 目横 向联 系自 拟合 同编 号经 费 数（万元）题目类型基 础研 究应 用研 究工 程应 用其 它报告内容：（课题学术和实用意义，国内外现状综述；研究目的、内容、技术路线；可行性论证等）1.文献综述课题的学术和实用意义通过本课题对地方电力需求侧管理中的关键问题进行探讨，对电力需求侧管理中的峰谷电价分时电价技术、电力负荷监控技术、电力蓄能技术、电价联动机制四项技术进行研究，对地方性城市的电力需求侧进行全面的理论探讨，为电网的合理使用提供技术支持。另外本研究还具有较高的实用价值，具体包括如下两点：第一，开展电力需求侧管理，是应对当前电力供应紧张的有效措施。近几年来，由于多方面因素的影响，电力工业突然出现自1996年以来的首次大范围电力短缺现象，也就是所谓的“电荒”。而通过电力需求侧管理的实施，则可以引导电力用户“用好电，少用电”，有效削减高峰负荷，从而大大缓解电力紧张的局面。第二，加强电力需求侧管理，是电力工业实践科学发展观的重要举措。长期以来，我国的经济增长都是粗放式增长，付出的代价是能源资源的过度消耗和环境的恶化。这也可以从电力工业得到生动的“体现”：一是终端用电效率较低；二是电力工业对我国环境问题的巨大“贡献”。据统计，2003年我国火力发电业SO2排放达到1571万吨，占到了全国SO2排放总量的44.8，同时火力发电业也排放了大量的NOX，CO2和烟尘，其中CO2的排放量也占到全国的四分之一。因此，必须下功夫提高电能利用效率，坚持全面、协调、可持续的电力发展观。在这方面，电力需求侧管理大有可为。通过实施电力需求侧管理，提高能源利用效率，实现电力和电量的节约，减少电力工业污染物的排放。开展电力需求侧管理，对用户、电力企业、国家和社会带来了明显的好处。对于用户，需求侧管理的实施（包括引导用户节电和合理用电）可以使用户减少电费支出。对于电力企业，高峰负荷得以削减或转移，低谷负荷得以提高，电网负荷率得以改善，运行费用得以降低，同时电源和电网的投资也得以降低。对国家和社会来说，在提出可持续发展的今天，开展需求侧管理工作意义重大。首先，由于用户的节电和削峰的影响，发电侧可以推迟或减少装机容量，节约发电资金，提高发电企业现有设备的利用率。其次，发电侧的容量增长的放慢会改善电厂的环境污染，会减少一次能源消耗。最后，利用需求侧管理可以促进资源优化发展，可以更好的为我国经济发展和人民生活服务的提高。也就是说电力DSM的实施，将会造就用户、电力公司、社会“三赢”的局面。更广泛地，促进电力DSM的实施是电力工业的可持续发展的必然要求，是电力工业实践科学发展观的必然要求，是我国为实现全面小康社会、和谐社会的必然要求。国内外现状电力需求侧管理产生于20世纪70年代能源危机之后的美国等西方工业化国家。其概念最早于1981年由美国电力研究学院（EPRI）的副院长克拉克.W.盖林斯（Clark W.Gellings）提出1。一方面，当时的能源危机使电网公司发电成本大幅上涨，80年代初核电受到公众舆论谴责，环保标准更加严格又进一步恶化了电网公司的经营状况；另一方面，政府要求通过节电，提高用电效率来控制需求，尽量推迟装机时间，而用户也抱怨电费支出的增加，要求电网公司降低发电成本，在这种背景下，美国等西方国家的电力公司及其政府管制的机构纷纷开始研究和实施DSM。进行电力需求侧管理，要求不仅要管理好供应侧，还要管理好需求侧。因此，电力规划不再仅仅是电力工业的自身规划，而是包含供应侧、需求侧及其他因素的综合资源规划。需求侧管理重在提高终端用电效率和改善用电方式，提供节电资源，减少对供电的依赖。它是一种与不断发展着的电力市场运行机制相适应，可获得显著社会、经济效益的先进的资源规划方法和管理技术。70年代后期，世界性的能源短缺和日益严重的环境问题，导致了DSM工作的兴起。为了提高能源的利用效率，减少能源浪费和环境污染，美国相继出台了公共电力公司管制法和国家节约能源法等有关法规。这时需求侧管理的最早应用。首先在电力、天然气这两个行业大规模采用新的节能技术设备，各州也都出台了一些激励政策，DSM在美国广泛展开，在90年代初达到鼎盛期。据统计，1993年，美国用于DSM的费用达27.4亿美元，占全美公共事业收入的1%。1995年后，美国电力工业开始改革和重组，DSM工作一度受到影响。为继续推动DSM事业的发展，一些州相继建立了系统效益收费制度，将在电价中加收的1%3%的费用，专门用于DSM工作。目前美国己有18个州实施了系统效益收费制度。例如，加州系统效益收费占电费收入的2%3%，每年用于节电工作的投资约21.8亿美元；蒙大拿州系统效益收费占2.4%，缅因州占2%，俄勒冈州占3%，马萨诸塞州则高达3.7%。目前，美国的DSM工作有以下几类:(1)节能信息宣传。通过广播、电视、报纸或直接随电费帐单向用户传递节能广告信息，提高用户节能意识；(2)提供技术咨询和技术服务；(3)为DSM项目提供贷款或给予补贴；(4)推广蓄冷(热)设备，或免费为用户安装高效节能用电设备，以控制和转移用电负荷；(5)实行灵活的价格政策，设置可中断电价，引导用户优化用电方式。DSM项目开展以来，取得了巨大的经济效益和社会效益。据统计，2000年美国共有962个电力公司参与DSM项目实施，涉及1300多项需求侧管理计划，参与用户达2000万以上。通过采用科学的用电管理技术以及建立合理电价制度等方法推动用户主动节能节电，取得了显著的经济效益和社会效益。其中，削减高峰用电负荷0.4%1.4%，相当于负荷增长率的20%40%。据权威部门统计，1985-1995年10年间，500个电力公司实施的DSM计划就削减电网峰荷达29GW，每千瓦时的平均节电成本只有23美分，实施DSM项目大多数的单位节电成本只相当于可避免成本的1/101/20。10年间美国电力工业通过实施DSM技术使综合经济效益平均每年提高6%。一些公司还缓解了装机资金紧张的状况，提高了竞争力和信誉，同时也减少了污染物的排放23。1994年美国因实施DSM而减少的高峰负荷达2500万KW，节电524.8亿KWh；2000年美国通过实施DSM计划，实际减少高峰负荷2290万KW，节电537亿KWh。在国内需求侧管理研究也开始了近二十年，1992年，需求侧管理理念引入我国，引起了学术部门和政府的注意。一些省市先后将需求侧管理技术应用到用电管理中，取得了较好的经济效益。1993年，综合资源规划方法和需求侧管理首次在江苏试点。此后，北京、上海、浙江、天津、深圳等省市的电力公司，开展了适合本省市的需求侧管理，提出了分时电价等价格体系以及科学的用电管理系统，提高了能源的利用率，降低了发电成本，系统负荷率得以改善。随着适应各地用电特征的用电管理系统的不断出现，电量预测理论研究也逐步深入。2000年12月，原国家经贸委和国家计委将DSM以法规的形式纳入了节约用电管理办法。2002年夏季，中国第一部电力需求侧管理办法在江苏省出台。从此，需求侧管理就成为弥补江苏省电力缺口的第一手段。2003年，江苏省在电力缺口高达近400万千瓦的情况下通过需求侧管理，保证了电网的安全稳定运行和居民生活、重要生产的可靠用电。当年全省有1.5万家企业实施错峰让电方案，最大错峰让电达389万千瓦。最近，山西省电力公司也将需求侧管理重点纳入“城市电网十一五规划”当中45。鉴于DSM能够把节能节电导入潜力巨大的能效市场，显著地提高社会效益和群体效益，给节能节电灌注新的活力，国家电网公司把DSM列入了2001年开始实施的国家电力公司一流供电企业考核标准(试行)的一项考核内容，明确规定一流供电企业必须积极开展需求侧管理，要有计划、有实效；2003年国家电网公司还制订了国家电网公司关于加强电力需求侧管理的实施办法。目前，对电力资源需求侧管理的研究主要集中在：1)研究电网调度者如何根据各类用户签订的可中断负荷合同，削减电网峰荷(年峰荷、日峰荷)的最优调度方案及其数学模型。2)探讨实现电力需求侧管理的自动化监控技术，如负荷控制系统、自动读表系统、以及适合于需求侧管理的公用事业网络的体系结构。3)分析中心大城网供需关系紧张时需求侧的用电行为，以及中心大城网电压崩溃的潜在危机。研究实行“可削减负荷”、配置自动减负设备的必要性。4)研究发现“电力消耗零增长”的新方案。利用政策法规的调整及电价杠杆调节的综合作用，取得电力消耗零增长的效果6。2.课题研究目的、内容、技术路线研究目的针对目前地方性电力需求侧管理工作的广泛开展，以及提高电能利用效率，坚持全面、协调、可持续的电力发展观的需要，电力企业和用户需要通过实施电力需求侧管理技术，提高能源利用效率，实现电力和电量的节约，减少电力工业污染物的排放。研究内容1）我国地方性电力负荷特点探讨l 电力负荷分析的必要性l 二线城市电力负荷特点具体包括电力年度负荷分析和电力日负荷分析2）峰谷电价分时电价技术探讨在进行全面分析的基础上对该问题进行了电力负荷的建模与仿真3）对电力负荷监控技术研究4）对电力蓄能技术进行探讨5）对地方电力需求侧管理的措施及建议进行了研究技术路线1）进行全面分析，对地方电力需求侧管理的需求进行探讨2）全面学习电力需求侧管理的研究理论，对需要进行的研究进行理论储备3）对我国地方性电力负荷特点探讨，以找到合适的应用技术4）进行模型建模与仿真，完成各项技术的应用5）对电力需求侧管理的障碍因素、电力需求侧管理的前景、电力需求侧管理的手段进行全面的分析与探讨。3.创新之处与拟解决的关键问题创新之处采用当前最为流行的技术结合我国二线城市的地方性电力需求侧管理要求对该问题进行探讨，找到一种能够满足实用性要求的手段对电力需求侧实施管理，达到合理利用电能与节能降耗的目的。拟解决的关键问题1）对我国地方性电力负荷特点进行探讨2）电力需求侧管理技术应用与分析3）地方电力需求侧管理的措施及建议4.预期目标本课题以实现地方性电力需求侧的合理管理为目标，借鉴已进行电力工业市场化改革的发达国家的电力需求侧管理经验，结合我国地方的实际用电负荷情况，研究在电力市场环境下，能够有效推动电力需求侧管理的技术措施。5.可行性论证在理论方面，这种电力需求侧管理的概念并不是新提出的，在目前的技术中可以找到与此相关的研究内容，因此在理论上把两者结合是不太困难的。在实践方面，由于本人所在的研究室在电力需求侧管理应用方面有较多经验，因此在考虑在本课题的研究过程中充分借鉴本部的成熟经验。本针对地方电力需求侧管理的研究方面完全可以借鉴当前的成熟技术。因此，可以说本课题的研究是完全具有可行性的。6.可行性论证2009.102009.12 调研课题主要内容、阅读主要文献资料；2009.122010.4 课题的应用价值与可行性分析；2010.42010.9 研究方法、技术路线、实验方案的确定与实施；2010.92010.10 撰写论文及答辩。7.参考文献1 陈章潮.地区电网规划与监控.北京:水利电力出版社，1990.1221342 电力工业部计划用电办公室，国外电力需求侧管理，北京，中国电力出版社，1997年3 Jospho Eto，The Past，Present，and Future of U.S Utility Demand-Side Management Programs，Environmental Energy Technologies Division Ernest Orlando Lawrence Berkeley National Laboratory University of California Berkeley，California 94720，December 19964 黄晓莉，电力需求侧管理在江苏省的应用研究，硕士论文，北京，清华大学图书馆，2005年5 山西省电力公司，城市电网“十一五”发展规划，2005年7月6 刘豹等.能源系统工程.北京:机械工业出版社，1991.5459选题报告论证记录（含时间、地点、参加人，提问及回答要点等）：时间：2010年1月20日上午9:30-10:00问题一：自适应滤波算法与自回归模型类方法相比有何不同，优势是什么？答：自回归模型类方法是由模型的传递函数求出系统对应各模式的频率、阻尼等信息；而自适应滤波算法是将自回归模型的输出通过自适应滤波器进行分析以得到滤波器抽头权系数，根据权系数估计出系统的振荡模式信息。自适应滤波算法将自回归模型和自适应滤波器有机的结合在一起，可利用各种成熟的自适应滤波算法估计模型参数，是对自回归模型类方法的有力扩展。问题二：LMS自适应滤波算法中的变步长是如何实现的，你的方法有何创新之处？答：变步长LMS算法是在算法收敛过程中动态调整步长大小，即在自适应滤波器权系数未收敛至最优解时采用大的步长以加快收敛速度，当滤波器系数接近收敛时采用小的步长以减小稳态误差，目前这类算法大都是让步